内容正文:
北师大实验中学2024-2025学年度第二学期期中试卷
初二年级物理
班级___________姓名___________学号___________成绩
考生须知
1.本试卷共12页,共六道大题,40道小题;答题纸共2页。满分100分。考试时间90分钟。
2.在试卷和答题卡上准确填写班级、姓名、学号。
3.试卷答案一律填写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.在答题卡上,选择题须用2B铅笔将选中项涂黑涂满,其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.本试卷计算中取
一、单项选择题(本题共15小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意。每小题2分,共30分)
1. 在国际单位制中,力的单位是( )
A. 瓦特 B. 帕斯卡 C. 千克 D. 牛顿
2. 下列四个实例中,目的是为了增大摩擦的是
A. 给自行车轴承中加润滑油 B. 行李箱下装有滚轮
C. 运动鞋底部有凹凸的花纹 D. 气垫船脱离水面行驶
3. 图示的实例中,目的是为了减小压强的是( )
A. 拿破窗锤用力敲击车窗玻璃 B. 滑雪板的面积较大
C. 切果器的刀片很薄 D. 图钉的尖很尖锐
4. 下列实例中,(加“•”)物体的运动状态发生改变的是
A. 来回摆动的秋千 B. 悬浮在水中的鸡蛋
C. 挂在墙上的空调 D. 匀速直线行驶的汽车
5. 用细绳将吊灯悬挂在天花板上,如图所示,吊灯保持静止状态,则下列说法正确的是
A. 吊灯所受拉力与吊灯所受重力是一对平衡力
B. 天花板所受拉力与吊灯所受拉力是一对平衡力
C. 吊灯所受重力与细绳所受拉力是一对相互作用力
D. 天花板对细绳的拉力与吊灯所受重力是一对相互作用力
6. 关于惯性,下面说法正确的是( )
A. 将锤柄在石墩上撞击几下,松动的锤头就紧套在锤柄上,这是利用了锤柄的惯性
B. 射出的子弹离开枪口继续高速前进,是因为子弹受到惯性的作用
C. 汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力
D. 一切物体在任何情况下都具有惯性
7. 下列关于压力的说法中,正确的是
A. 压力就是重力,所以物体越重,压力越大
B. 压力都是由重力产生的,所以压力的方向总是竖直向下的
C. 压力可以小于物体的重力,但是绝对不可能大于物体的重力
D. 压力的方向总是垂直于受力物体的表面,所以压力的方向可以是水平的
8. 如图所示的实例中,不属于连通器应用的是( )
A. 活塞式抽水机 B. 水池下的回水弯管
C. 船闸 D. 茶壶
9. 如图所示的图像中,能够正确表示某种液体产生的压强p与液体深度h关系的是
A. B.
C. D.
10. 如图所示是小明同学用水银测量大气压强值的实验,下列判断正确的是( )
A. 此时的大气压等于高水银柱所产生的压强
B. 将玻璃管换成更细的,管内外水银液面的高度差将变大
C. 将玻璃管稍微倾斜,玻璃管里的水银柱长度将不变
D. 将此装置从山脚带到山顶,玻璃管内液面的高度将下降
11. 重为15N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了的水。则此物体是( )
A. 浮在水面上 B. 沉到水底
C. 悬浮在水中 D. 以上几种情况都有可能
12. 如图所示的“U形”容器中装有一定质量的水,若容器的底面积是,则水在容器中的点产生的压强和容器底受到水的压力分别为( )(取)
A.
B.
C.
D.
13. 小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中,观察到静止时的情形如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
B. 铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
C. 乙杯液体的密度大
D. 甲杯液体的密度大
14. 小强将一只质量为的平底水桶放在水平地面上,如图所示。该水桶的底面积为,桶内装有深的水,水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N。下列判断中正确的是( )
A. 桶对地面的压力为
B. 桶内水的质量为
C. 水对桶底的压强为
D. 水对桶底的压力为
15. 水平桌面上,完全相同的甲、乙、丙容器中装有三种不同液体,将同一实心小球放入容器中,静止时三容器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小球所受的浮力 F浮甲=F浮乙<F浮丙 B. 三种液体密度的关系 ρ乙<ρ甲=ρ丙
C. 液体对容器底的压强 p乙<p甲<p丙 D. 桌面所受的压力 F压甲<F压乙< F压丙
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中,符合题意的选项均多于一个。每小题2分,共10分。全选对的得2分,选对但不全的得1分,错选、不选均不得分)
16. 关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A. 用力推课桌没有推动,课桌受力一定不平衡
B. 浸没在水中的潜水艇由悬浮变为上浮的过程,其所受的浮力大于它所受的重力
C. 水平抛出的篮球在空中运动的轨迹为曲线,这是由于受到重力的作用
D. 由树上掉下的苹果下落的速度越来越大,这是由于苹果所受的力越来越大的缘故
17. 一物体受到在同一直线上的两个力作用,这两个力的合力大小是25N,其中一个力的大小是10N,则另一个力的大小( )
A. 可能是15N B. 一定是35N C. 可能是20N D. 可能是35N
18. 如图所示,长方体物块A受到水平向左的压力的作用,被压在竖直墙面上保持静止。若逐渐增大压力,物块A始终处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 物块受到的重力逐渐增大
B. 物块受到的摩擦力大小不变
C. 物块受到的合力大小越来越大
D. 物块对墙面的压强越来越大
19. 如图甲所示,弹簧测力计下挂一质量分布均匀的实心圆柱体,让圆柱体从盛有适量水的烧杯上方缓缓下降,将其逐渐浸入水中。在此过程中弹簧测力计的示数与圆柱体下表面到水面的距离的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 圆柱体的底面积为
B. 圆柱体的密度是
C. 当时,圆柱体下表面受到水的压力是
D. 当时,圆柱体上表面受到水的压力为
20. 如图所示,溢水杯盛满水放于水平桌面,弹簧测力计下悬挂一个实心铁块,铁块静止时,弹簧测力计的示数为F1;将铁块浸没在水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。则下列判断正确的是( )
A. 铁块受到的浮力F浮=F2-F1
B. 小烧杯中水的重力G=F1-F2
C. 溢水杯对桌面的压力F甲=F乙
D. 水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
三、填空题(每空1分,共6分)
21. 我们把力的大小、方向和 ______ 叫做力的三要素。
22. 高铁站台离边缘1m处有一条黄色的安全警示线,旅客应站在安全警示线以外候车.其原因是列车急速驶入车站时,列车旁边空气流速较大,压强较________,若旅客距列车太近,容易发生人身安全事故.
23. 一艘船的排水量为8000吨,则满载时它受到的浮力为___________N。
24. 把一个体积是的物体浸入一个盛满水的容器中,静止后,从容器中溢出水的重力是4N,则物体在水中受到的浮力为___________。
25. 如图甲,把一个玻璃管的下端扎上一块橡皮膜,将一定量酒精倒进管里,橡皮膜就向外突出。然后把玻璃管放入盛有水的玻璃杯中,当玻璃管进入水中深时,橡皮膜恰好变平,如图乙。则倒进玻璃管中酒精的深度是________。(,)
26. 图中的物体的质量是,物体的体积是。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。若将始终浸没在水中,并使沿着水平桌面向左做匀速直线运动时,需要施加水平向左的拉力。则物体的密度为___________。
四、实验探究题(共41分)
27. 如图所示,弹簧测力计的示数为_____________N。
28. 如图所示,请画出小球在空中摆动时,所受重力G的示意图.
( )
29. 如图所示的三个实验中,能够说明浮力产生原因的是图______。(选填“甲”“乙”或“丙”)
30. 小明在探究“物体所受重力大小跟物体质量的关系”的实验数据记录如下:
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
(1)请你根据小明的实验数据,在图中描出质量为时重力的数据点,并绘制出本次实验中重力跟质量的关系图像。
(2)分析实验图像可得到的结论是:___________,关系式是___________。
31. 老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察______来反映压力的作用效果;
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制______ 相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是______;
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是:______。
32. 如图所示,用斜面、木板、棉布、毛巾、小车在水平实验桌上做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
(1)实验中将同一小车分三次从斜面同一高度静止滑下,这样做的目的是___________;
(2)由实验可知,小车在___________表面上速度变化得最快。(选填“毛巾”、“棉布”或“木板”)
(3)小车在水平面上运动过程中受力___________(选填“是”或“不是”)平衡的。
(4)从实验中得出推论:如果运动的小车没有受到阻力作用,它将___________。
(5)如果在第二次实验中小车从铺有棉布的实验桌的右端掉下去了,若要完成三次实验,你认为解决这一问题最简单合理的方法是___________。
33. 为了探究二力平衡的条件,小伟同学设计了如下图所示的实验:将小木块放在水平桌面的中央,木块的两侧分别通过轻细绳绕定滑轮与钩码相连,木块与定滑轮之间的细绳与水平桌面平行。小伟在实验中发现两侧的钩码质量相等时木块静止,因此他认为二力平衡的一个条件是作用在同一物体上的两个力大小相等。小伟的实验过程存在至少两点不足,请你进行评估和改进______。
34. 小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点.
(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是___.
A. 再多加一些红墨水 B. 倒出一些红墨水 C. 取下软管重新安装 D. 按压金属盒的橡皮膜
(2)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐增大,如图乙所示,由此可知液体内部的压强与________有关.
(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丙所示.比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论.你认为他的结论是否可靠?答:________.原因是: ________ .
(4)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是______(选填序号).
A. 烧杯中换密度差更大的液体 B. U形管中换用密度更小的酒精 C. 将U形管换成更细的
35. 如图所示,小玮想估测大气压的大小,她设计的实验方案如下:
①将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘
②用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面
③记录下此时弹簧测力计的示数为F,就等于大气对吸盘的压力
④量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算出吸盘与玻璃板的接触面积为S
⑤根据,计算出大气压的大小p
(1)实验中小玮将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘的目的是 ______;
(2)如果实验中小玮所用的弹簧测力计的量程是0∼5N,吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2,她 ______ (选填“能”或“不能”)测出大气压的大小(设大气压约为1.0×105Pa)。要测出大气压的大小,你认为实验中所选吸盘的面积应尽量 ______ (选填“大一些”或“小一些”);
(3)小玮通过实验测出的大气压值与1标准大气压值相差很大。请你帮她分析,可能的原因是 ______ (写出一条)。
36. 如图甲、乙、丙所示,小明在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动,测量物体受到的滑动摩擦力的大小。
(1)测量时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数,其依据是:___________;
(2)比较甲、乙、丙三图测量结果,得到的结论是:___________;
(3)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小伟设计了如图所示的实验装置。
①读取弹簧测力计的示数,是为了测量___________(填序号)
A.木板受到地面对它的滑动摩擦力大小
B.木板受到木块Q对它的滑动摩擦力大小
C.木块受到地面对它的滑动摩擦力大小
D.木块Q受到木板对它的滑动摩擦力大小
②小伟在实验中发现拉动木板的快慢不同时,弹簧测力计的示数相等,由此得到的结论是___________。
37. 利用电子秤也可以测量某木块浮力的大小,实验如图所示,杯子及杯中水的质量均相同,电子秤放置于水平桌面上,设木块不吸水且体积不变,则图中木块的密度为___________。
38. 为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”,小明选用如图所示的圆柱体、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为。
②将圆柱体下部的一格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为。
③___________,静止时记录弹簧测力计的示数为。
(2)利用公式___________,计算分别出和。若___________,可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。
(3)画出实验记录表格。
五、科普阅读题请阅读下文并回答问题。
39. 2018年7月28日,“海翼”号水下滑翔机首次应用于中国北极科考。“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。“海翼”的外形设计成流线型,使用碳纤维材料做成。由于配备有油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,其利用净浮力和姿态角调整获得推进力,能源消耗极小,只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源,并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢,但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点,满足了长时间、大范围海洋探索的需要。水下滑翔机可以搭载各种传感器,可以大范围地观测和获取海水的温度、盐度、浊度、叶绿素、含氧量及洋流变化等信息,对开发海洋资源、预防灾害等都有重要作用。
(1)“海翼”的外形设计成流线型,是为了___________(选填“增大”或“减小”)阻力。
(2)在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”可以减小重力,这是因为碳纤维材料密度比较___________(选填“大”或“小”)。
(3)请简述“海翼”在水中实现上浮的原理。
六、计算题
40. 圆柱体的底面积是,圆柱体的底面积是,圆柱体的质量是。把它们如图所示放置时,圆柱体对圆柱体的压强为。求:
(1)圆柱体对的压力;
(2)圆柱体B对水平地面的压强。
41. 学习了浮力知识后兴趣小组制作了一个“浮力秤”。如图甲,已知小桶的质量为,底面积为,内装入的细砂,上面叠放着的秤盘。将浮力秤放入装有染色水的透明大筒来称物体质量,质量示数如图乙标注在小桶上的对应刻度,零刻度线到最大刻度的高度为。(染色水的密度)求:
(1)浮力秤没有称物体时,放在水中受到的浮力。
(2)该浮力秤称量物体的最大质量。
(3)若想增大该浮力秤的量程,请你写出一种有效的方法。
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北师大实验中学2024-2025学年度第二学期期中试卷
初二年级物理
班级___________姓名___________学号___________成绩
考生须知
1.本试卷共12页,共六道大题,40道小题;答题纸共2页。满分100分。考试时间90分钟。
2.在试卷和答题卡上准确填写班级、姓名、学号。
3.试卷答案一律填写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.在答题卡上,选择题须用2B铅笔将选中项涂黑涂满,其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.本试卷计算中取
一、单项选择题(本题共15小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意。每小题2分,共30分)
1. 在国际单位制中,力的单位是( )
A. 瓦特 B. 帕斯卡 C. 千克 D. 牛顿
【答案】D
【解析】
【详解】在国际单位制中,功率的单位是瓦特,力的单位是牛顿,压强单位是帕斯卡,质量的单位是千克。
故选D。
2. 下列四个实例中,目的是为了增大摩擦的是
A. 给自行车轴承中加润滑油 B. 行李箱下装有滚轮
C. 运动鞋底部有凹凸的花纹 D. 气垫船脱离水面行驶
【答案】C
【解析】
【详解】A.给自行车轴承中加润滑油使接触面更光滑一些,以减小摩擦力,不合题意;
B.旅行箱下装有滚轮,用滚动代替滑动减小摩擦力,不符合题意;
C.运动鞋的底部有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,符合题意;
D.气垫船脱离水面行驶,是通过使得接触面彼此分离的方法减小摩擦力,故不符合题意;
3. 图示的实例中,目的是为了减小压强的是( )
A. 拿破窗锤用力敲击车窗玻璃 B. 滑雪板的面积较大
C. 切果器的刀片很薄 D. 图钉的尖很尖锐
【答案】B
【解析】
【详解】A.拿破窗锤用力敲击车窗玻璃,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故A不符合题意;
B.滑雪板的面积较大,是在压力一定时,增大受力面积减小对雪地的压强,防止陷入雪中,故B符合题意;
C.切果器的刀片很薄,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.图钉的尖做得很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选B。
4. 下列实例中,(加“•”)物体的运动状态发生改变的是
A. 来回摆动的秋千 B. 悬浮在水中的鸡蛋
C. 挂在墙上的空调 D. 匀速直线行驶的汽车
【答案】A
【解析】
【详解】A.摇荡的秋千来回摆动,秋千的速度和运动方向都发生了改变,说明物体的运动状态发生了改变,符合题意;
B.鸡蛋在水中悬浮时,鸡蛋的速度的大小或方向没发生改变,说明物体运动状态没有发生改变,不符合题意;
C.挂在墙上的空调,空调的速度的大小或方向没发生改变,说明物体运动状态没有发生改变,不符合题意;
D.匀速直线行驶的汽车,汽车的运动方向和运动速度都不变,说明物体的运动状态发生没有改变,不符合题意;
5. 用细绳将吊灯悬挂在天花板上,如图所示,吊灯保持静止状态,则下列说法正确的是
A. 吊灯所受拉力与吊灯所受重力是一对平衡力
B. 天花板所受拉力与吊灯所受拉力是一对平衡力
C. 吊灯所受重力与细绳所受拉力是一对相互作用力
D. 天花板对细绳的拉力与吊灯所受重力是一对相互作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A.吊灯所受拉力与吊灯所受重力,大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上,是一对平衡力,故A正确
B.天花板所受拉力作用在天花板上,吊灯所受拉力作用在吊灯上,所以天花板所受拉力与吊灯所受拉力不是一对平衡力,故B不正确
C.吊灯所受重力的施力物体是地球, 细绳所受拉力的施力物体是吊灯,所以吊灯所受重力与细绳所受拉力不是一对相互作用力,故C不正确
D.天花板对细绳的拉力施力物体是天花板,吊灯所受重力施力物体是地球,所以天花板对细绳的拉力与吊灯所受重力不是一对相互作用力,故D不正确
6. 关于惯性,下面说法正确的是( )
A. 将锤柄在石墩上撞击几下,松动的锤头就紧套在锤柄上,这是利用了锤柄的惯性
B. 射出的子弹离开枪口继续高速前进,是因为子弹受到惯性的作用
C. 汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力
D. 一切物体在任何情况下都具有惯性
【答案】D
【解析】
【详解】A.将锤柄在石墩上撞击时,锤柄停止运动,而锤头由于惯性继续向下运动,所以就套紧在锤柄上了,这一过程利用了锤头的惯性,不是利用了锤柄的惯性,故A错误;
B.射出的子弹离开枪口继续高速前进,是因为子弹具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故B错误;
C.汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车具有惯性,惯性不是力,不能与阻力比较大小,故C错误;
D.一切物体都有保持运动状态不变的性质,叫惯性,一切物体在任何情况下都具有惯性,故D正确。
故选D。
7. 下列关于压力的说法中,正确的是
A. 压力就是重力,所以物体越重,压力越大
B. 压力都是由重力产生的,所以压力的方向总是竖直向下的
C. 压力可以小于物体的重力,但是绝对不可能大于物体的重力
D. 压力的方向总是垂直于受力物体的表面,所以压力的方向可以是水平的
【答案】D
【解析】
【详解】A.压力是垂直作用在物体表面上的力,重力是地球附近物体由于地球吸引受到的力,所以压力不是重力,物体的重力大,压力不一定大.故A错误;
B.压在竖直面上的物体产生的压力不是由于重力的原因产生的,所以压力不一定是由重力产生的,压力的方向不一定是竖直向下的,故B错误;
C.据上面的分析可知,压力可以大于物体的重力,也可以小于物体的重力,故C错误;
D.压力的方向总是垂直于受力物体的表面,所以若是对水平物体的竖直面上有压力时,压力的方向是水平的,故D正确.
8. 如图所示的实例中,不属于连通器应用的是( )
A. 活塞式抽水机 B. 水池下的回水弯管
C. 船闸 D. 茶壶
【答案】A
【解析】
【详解】A.活塞式抽水机是利用大气压来工作的,不属于连通器的应用,故A符合题意;
B.洗手池下水管中的U形管左右两部分符合下部连通,上端都与空气接触,因此是连通器,故B不符合题意;
C.船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸.所以船通过船闸使用了两次连通器,故C不符合题意;
D.茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,而且上端开口,构成了连通器,故D不符合题意。
故选A。
9. 如图所示的图像中,能够正确表示某种液体产生的压强p与液体深度h关系的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由液体压强公式p=ρgh可知,当液体的密度一定时,液体内部的压强与深度成正比,根据提供图象选择.
【详解】由液体压强公式p=ρgh可知,当液体的密度一定时,液体内部的压强与深度成正比;
而D图象反映的是液体压强随深度的增大而增大,是正比例函数图象,说明液体压强与深度成正比,符合题意,故D正确,ABC都错.故选D.
10. 如图所示是小明同学用水银测量大气压强值的实验,下列判断正确的是( )
A. 此时的大气压等于高水银柱所产生的压强
B. 将玻璃管换成更细的,管内外水银液面的高度差将变大
C. 将玻璃管稍微倾斜,玻璃管里的水银柱长度将不变
D. 将此装置从山脚带到山顶,玻璃管内液面的高度将下降
【答案】D
【解析】
【详解】A.大气压等于水银槽水银面与管内水银面高度差的水银柱产生的压强,此时的大气压等于高水银柱所产生的压强,故A错误;
B.大气压强等于水银槽水银面与管内水银面高度差的水银柱产生的液体压强,外界大气压强不变,由于液体压强与容器粗细无关,将玻璃管换成更细的,管内外水银液面的高度差将不变,故B错误;
C.外界大气压强不变,将玻璃管稍微倾斜,玻璃管里的水银柱高度不变,长度将变大,故C错误;
D.将此装置从山脚带到山顶,高度越高,气压越低,玻璃管内液面的高度将下降,故D正确。
故选D。
11. 重为15N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了的水。则此物体是( )
A. 浮在水面上 B. 沉到水底
C. 悬浮在水中 D. 以上几种情况都有可能
【答案】B
【解析】
【详解】重为15N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了的水,根据阿基米德原理可知,物体在水中受到的浮力为
物体在水中受到的浮力小于水的重力,所以物体会沉到水底。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12. 如图所示的“U形”容器中装有一定质量的水,若容器的底面积是,则水在容器中的点产生的压强和容器底受到水的压力分别为( )(取)
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】点的深度指点到自由液面的竖直距离,的深度
水在容器中的点产生的压强
容器底的深度
容器底受到水的压强
容器底受到水的压力
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
13. 小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中,观察到静止时的情形如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
B. 铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
C. 乙杯液体的密度大
D. 甲杯液体的密度大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.因为铅笔在甲、乙两杯液体中均处于漂浮状态,所以他们受到的浮力均等于铅笔自身的重力,所以铅笔在甲、乙两杯液体中所受浮力相等,故AB错误;
CD.由阿基米德原理公式变形可得,所以在物体所受浮力一定时,物体排开液体的体积越大,对应液体的密度越小,所以乙杯中液体的密度大,故C正确,D错误。
故选C。
14. 小强将一只质量为的平底水桶放在水平地面上,如图所示。该水桶的底面积为,桶内装有深的水,水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N。下列判断中正确的是( )
A. 桶对地面的压力为
B. 桶内水的质量为
C. 水对桶底的压强为
D. 水对桶底的压力为
【答案】B
【解析】
【详解】C.水对桶底的压强为
故C错误;
D.水对桶底的压力为
故D错误;
A.水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N,则桶对地面的压力为
故A错误;
B.水和水桶总重力为
则水和水桶总质量为
则桶内水的质量为
故B正确。
故选B。
15. 水平桌面上,完全相同的甲、乙、丙容器中装有三种不同液体,将同一实心小球放入容器中,静止时三容器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小球所受的浮力 F浮甲=F浮乙<F浮丙 B. 三种液体密度的关系 ρ乙<ρ甲=ρ丙
C. 液体对容器底的压强 p乙<p甲<p丙 D. 桌面所受的压力 F压甲<F压乙< F压丙
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据图示可知,小球在甲中悬浮,所以小球受到的浮力
F浮甲=G
小球在乙中沉底,所以小球受到的浮力
F浮乙<G
小球在丙中漂浮,所以小球受到的浮力
F浮丙=G
同一实心小球,重力不变,所以小球受到的浮力
F浮甲=F浮丙>F浮乙
故A错误;
B.小球在甲中悬浮,所以甲液体的密度
ρ甲=ρ
小球在乙中沉底,所以乙液体的密度
ρ乙<ρ
小球在丙中漂浮,所以丙液体的密度
ρ丙>ρ
同一实心小球,重力不变,所以
ρ乙<ρ甲<ρ丙
故B错误;
C.三容器的液面等高,根据p=ρ液gh可知,液体对容器底的压强
p乙<p甲<p丙
故C正确;
D.甲、乙、丙三个容器完全相同,三容器液面相平,由图知液体的体积
V甲=V乙<V丙
因为液体的密度关系为
ρ乙<ρ甲<ρ丙
所以由m=ρV可知,三容器内液体的质量
m乙<m甲<m丙
由G=mg可知液体的重力
G乙液<G甲液<G丙液
则容器及容器内液体和物体的总重力
G乙<G甲<G丙
桌面所受的压力
F压乙<F压甲< F压丙
故D错误。
故选C。
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中,符合题意的选项均多于一个。每小题2分,共10分。全选对的得2分,选对但不全的得1分,错选、不选均不得分)
16. 关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A. 用力推课桌没有推动,课桌受力一定不平衡
B. 浸没在水中的潜水艇由悬浮变为上浮的过程,其所受的浮力大于它所受的重力
C. 水平抛出的篮球在空中运动的轨迹为曲线,这是由于受到重力的作用
D. 由树上掉下的苹果下落的速度越来越大,这是由于苹果所受的力越来越大的缘故
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.用力推课桌没有推动,课桌静止,受力一定平衡,故A错误;
B.上浮时浮力大于重力,故B正确;
C.水平抛出的篮球在空中运动的轨迹为曲线,重力方向竖直向下,速度方向水平,所以运动的轨迹为曲线,故C正确;
D.苹果受力为重力,大小不变,故D错误。
故选BC。
17. 一物体受到在同一直线上的两个力作用,这两个力的合力大小是25N,其中一个力的大小是10N,则另一个力的大小( )
A. 可能是15N B. 一定是35N C. 可能是20N D. 可能是35N
【答案】AD
【解析】
【详解】由题意可知,假设大小为10N的力为F1,另一个力为F2,若两个力方向相同,合力为
另一个力的大小可能为
若两个力方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大力的方向相同,即
则另一个力的大小可能为
故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
18. 如图所示,长方体物块A受到水平向左的压力的作用,被压在竖直墙面上保持静止。若逐渐增大压力,物块A始终处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 物块受到的重力逐渐增大
B. 物块受到的摩擦力大小不变
C. 物块受到的合力大小越来越大
D. 物块对墙面的压强越来越大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.物块受到的重力与压力无关,物块所受重力大小不变,故A错误;
B.物块A始终处于静止状态,物块受到的摩擦力与重力是一对平衡力,大小相等;而重力保持不变,所以物块受到的摩擦力大小不变,故B正确;
C.物块A始终处于静止状态,物块受到的合力始终为零,故C错误;
D.物块受到的压力F越大,它对墙的压力越大,受力面积不变,根据可知,物块对墙面的压强越来越大,故D正确。
故选BD。
19. 如图甲所示,弹簧测力计下挂一质量分布均匀的实心圆柱体,让圆柱体从盛有适量水的烧杯上方缓缓下降,将其逐渐浸入水中。在此过程中弹簧测力计的示数与圆柱体下表面到水面的距离的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 圆柱体的底面积为
B. 圆柱体的密度是
C. 当时,圆柱体下表面受到水的压力是
D. 当时,圆柱体上表面受到水的压力为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,当圆柱体下表面到水面的距离达到4cm后,拉力不在减小,此时圆柱体刚好完全浸没,所以圆柱体的高度为4cm,圆柱体没有浸入水中时,弹簧测力计的示数即为圆柱体的重力,即圆柱体重力为4N,当完全浸没后,圆柱体受到的浮力
此时圆柱体完全浸没,则圆柱体体积为
圆柱体的底面积为
故A正确。
B.圆柱体的质量
则圆柱体的密度
故B错误;
C.当时,圆柱体刚好完全浸没,此时圆柱体上表面与水平相平,受到水的压力为0,由之前分析可知,此时圆柱体受到的浮力为2N。此时根据浮力产生的原因可知,圆柱体下表面受到水的压力是,故C正确;
D.当时,圆柱体上表面距水面的高度为
则上表面受到的压强
上表面受到水的压力
故D错误。
故选 AC。
20. 如图所示,溢水杯盛满水放于水平桌面,弹簧测力计下悬挂一个实心铁块,铁块静止时,弹簧测力计的示数为F1;将铁块浸没在水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。则下列判断正确的是( )
A. 铁块受到的浮力F浮=F2-F1
B. 小烧杯中水的重力G=F1-F2
C. 溢水杯对桌面的压力F甲=F乙
D. 水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.由图知道,F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,由称重法测浮力知道,铁块受到的浮力
F浮=F1-F2
故A错误;
B.由阿基米德原理知道,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)
G=F浮=F1-F2
故B正确;
C.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,由F=pS知道,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以,溢水杯对桌面的压力不变,即
F甲=F乙
故C正确;
D.甲乙液面相平,且液体均为水,由p=ρgh知道,水对溢水杯底部的压强相等,故D错误。
故选BC。
三、填空题(每空1分,共6分)
21. 我们把力的大小、方向和 ______ 叫做力的三要素。
【答案】作用点
【解析】
【详解】影响力的作用效果的因素是力的大小、方向和作用点,称为力的三要素。
22. 高铁站台离边缘1m处有一条黄色的安全警示线,旅客应站在安全警示线以外候车.其原因是列车急速驶入车站时,列车旁边空气流速较大,压强较________,若旅客距列车太近,容易发生人身安全事故.
【答案】小;
【解析】
【详解】流体的压强跟流体的速度有关,流速越大,压强越小,高铁进站,会带动人和车之间的空气流动速度加快,根据流体压强与流速的关系可知:安全线以内的地方空气流速增大,压强减小,人在压强差下被压向列车,容易造成危险,故旅客应站在安全警示线以外候车.
23. 一艘船的排水量为8000吨,则满载时它受到的浮力为___________N。
【答案】
【解析】
【详解】根据阿基米德原理可得,满载时它受到的浮力为
24. 把一个体积是的物体浸入一个盛满水的容器中,静止后,从容器中溢出水的重力是4N,则物体在水中受到的浮力为___________。
【答案】4
【解析】
【详解】容器中装满水,溢出的水即物体排开的水,根据阿基米德原理可知,物体在水中受到的浮力为
25. 如图甲,把一个玻璃管的下端扎上一块橡皮膜,将一定量酒精倒进管里,橡皮膜就向外突出。然后把玻璃管放入盛有水的玻璃杯中,当玻璃管进入水中深时,橡皮膜恰好变平,如图乙。则倒进玻璃管中酒精的深度是________。(,)
【答案】15
【解析】
【详解】当橡皮膜恰好变平时,酒精对橡皮膜的压强和水对橡皮膜的压强相等。根据p=ρ液gh,可得
约去g,则倒进玻璃管中酒精的深度是
26. 图中的物体的质量是,物体的体积是。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。若将始终浸没在水中,并使沿着水平桌面向左做匀速直线运动时,需要施加水平向左的拉力。则物体的密度为___________。
【答案】7.5
【解析】
【详解】当A沿着水平桌面向右做匀速直线运动时,A在水平方向受到的拉力等于摩擦力,此时拉力大小等于B的重力,A受到的摩擦力f与拉力平衡,此时拉力等于,即 。
A向左做匀速直线运动时,A、B通过定滑轮相连,则B也做匀速直线运动,对A受力分析,受到水平向左的拉力F = 1.12N、水平向右的摩擦力f(摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关,所以此处f 大小不变 )和水平向右的拉力(绳子的拉力),根据受力平衡列出等式代入数据
对B受力分析,B受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和绳子的拉力,根据受力平衡得
B始终浸没,则
则
代入数据得
两式联立解得
则B的质量
物体B的密度
四、实验探究题(共41分)
27. 如图所示,弹簧测力计的示数为_____________N。
【答案】3.6
【解析】
【27题详解】
由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N。
28. 如图所示,请画出小球在空中摆动时,所受重力G的示意图.
( )
【答案】
【解析】
【详解】重力的方向是竖直向下的,过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
29. 如图所示的三个实验中,能够说明浮力产生原因的是图______。(选填“甲”“乙”或“丙”)
【答案】丙
【解析】
【详解】图甲覆杯实验说明了大气压的存在;图乙实验可以探究液体压强的影响因素,丙图实验说明不同深度的压强不同,浮力是由于不同深度的压强差造成的,即浮力产生的原因。
30. 小明在探究“物体所受重力大小跟物体质量的关系”的实验数据记录如下:
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
(1)请你根据小明的实验数据,在图中描出质量为时重力的数据点,并绘制出本次实验中重力跟质量的关系图像。
(2)分析实验图像可得到的结论是:___________,关系式是___________。
【答案】(1) (2) ①. 同一地点,物体所受重力大小与它的质量成正比 ②.
【解析】
【小问1详解】
由数据可知,重力与质量的比值为,质量为时,重力为
根据数据描点和连线,得到一条过原点的倾斜直线,如下图所示:
【小问2详解】
[1]由图像及数据可知,重力与质量的比值是一个定值,可得到的结论是同一地点,物体所受重力大小与它的质量成正比。
[2]由数据可知,重力与质量的比值为,因此关系式为
31. 老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察______来反映压力的作用效果;
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制______ 相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是______;
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是:______。
【答案】 ①. 海绵的形变 ②. 压力 ③. 压力一定时,压力的作用效果与受力面积有关 ④. 把左侧瓶中水倒出一些后,倒立在海绵上,与右侧瓶子的作用效果相比较。
【解析】
【分析】本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变;探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
【详解】(1)[1]该同学通过观察海绵的凹陷(形变)程度来反映压力的作用效果。
(2)[2][3]如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制压力大小相同,改变受力面积的大小,由图可知,受力面积越小,海绵的形变程度越大,故得出的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[4]探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,要改变压力大小,控制受力面积不变,所以他的操作步骤是:把左侧瓶中水倒出一些后,倒立在海绵上,与右侧瓶子的作用效果相比较。
32. 如图所示,用斜面、木板、棉布、毛巾、小车在水平实验桌上做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
(1)实验中将同一小车分三次从斜面同一高度静止滑下,这样做的目的是___________;
(2)由实验可知,小车在___________表面上速度变化得最快。(选填“毛巾”、“棉布”或“木板”)
(3)小车在水平面上运动过程中受力___________(选填“是”或“不是”)平衡的。
(4)从实验中得出推论:如果运动的小车没有受到阻力作用,它将___________。
(5)如果在第二次实验中小车从铺有棉布的实验桌的右端掉下去了,若要完成三次实验,你认为解决这一问题最简单合理的方法是___________。
【答案】(1)使小车到达水平面的初速度相同
(2)毛巾 (3)不是
(4)一直做匀速直线运动
(5)降低小车在斜面上滑下的高度
【解析】
【小问1详解】
在探究小车的运动情况与阻力的关系时,应控制其它条件保持不变,因此,让同一辆小车从斜面的同一高度静止滑下的目的是为了让小车到达水平面的初始速度相同。
【小问2详解】
水平面越光滑,小车运动的距离越远,水平面越粗糙,小车运动的距离越近,即速度变化的最快,由图示可知,毛巾表面最粗糙,则小车在毛巾表面上速度变化得最快。
【小问3详解】
小车在水平面上运动过程中,速度逐渐减小,不是做匀速直线运动。根据平衡状态的定义,物体处于静止状态或匀速直线运动状态时受力平衡,所以小车受力不是平衡的。
【小问4详解】
在水平面上滑动的小车,如果受到的阻力为零,速度将会保持不变,一直做匀速直线运动。
【小问5详解】
如果在第二次实验中小车从铺有棉布的实验桌的右端掉下去了,说明小车在棉布表面运动的距离过长。为了完成三次实验,最简单合理的方法是降低小车在斜面上滑下的高度,这样小车到达水平面时的初速度减小,在水平面上运动的距离就会减小,就不会从实验桌右端掉下去了。
33. 为了探究二力平衡的条件,小伟同学设计了如下图所示的实验:将小木块放在水平桌面的中央,木块的两侧分别通过轻细绳绕定滑轮与钩码相连,木块与定滑轮之间的细绳与水平桌面平行。小伟在实验中发现两侧的钩码质量相等时木块静止,因此他认为二力平衡的一个条件是作用在同一物体上的两个力大小相等。小伟的实验过程存在至少两点不足,请你进行评估和改进______。
【答案】评估①木块与桌面的摩擦力对实验影响较大;改进:将木块换成小车。
评估②只做一次实验,结论不具有普遍性;改进:改变两边钩码的数量多次实验得到规律。
【解析】
【详解】略。
34. 小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点.
(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是___.
A. 再多加一些红墨水 B. 倒出一些红墨水 C. 取下软管重新安装 D. 按压金属盒的橡皮膜
(2)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐增大,如图乙所示,由此可知液体内部的压强与________有关.
(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丙所示.比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论.你认为他的结论是否可靠?答:________.原因是: ________ .
(4)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是______(选填序号).
A. 烧杯中换密度差更大的液体 B. U形管中换用密度更小的酒精 C. 将U形管换成更细的
【答案】 ①. C ②. 深度 ③. 不可靠 ④. 没有控制金属盒浸入液体中的深度不变 ⑤. C
【解析】
【分析】(1)使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,应重新进行安装;
(2)探究液体压强跟深度关系时,控制液体的密度不变,改变液体深度;
(3)探究液体压强跟密度是否有关时,控制深度不变,改变密度的大小;
(4)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系.
【详解】(1)若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,故选C;
(2)金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强跟液体深度有关;
(3)小强要探究液体内部压强与液体密度的关系.则应保持深度不变.小强保持C图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体是深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制金属盒浸入液体中的深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论;
(4)根据p=ρgh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U形管粗细无关,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”和“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差都将变大;“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选C.
35. 如图所示,小玮想估测大气压的大小,她设计的实验方案如下:
①将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘
②用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面
③记录下此时弹簧测力计的示数为F,就等于大气对吸盘的压力
④量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算出吸盘与玻璃板的接触面积为S
⑤根据,计算出大气压的大小p
(1)实验中小玮将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘的目的是 ______;
(2)如果实验中小玮所用的弹簧测力计的量程是0∼5N,吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2,她 ______ (选填“能”或“不能”)测出大气压的大小(设大气压约为1.0×105Pa)。要测出大气压的大小,你认为实验中所选吸盘的面积应尽量 ______ (选填“大一些”或“小一些”);
(3)小玮通过实验测出的大气压值与1标准大气压值相差很大。请你帮她分析,可能的原因是 ______ (写出一条)。
【答案】(1)挤出吸盘里面的空气
(2) ①. 不能 ②. 小一些
(3)可能的原因是吸盘漏气,也可能吸盘与接触面之间有杂质或者吸盘内空气没有排干净。
【解析】
【小问1详解】
蘸水和用力挤压吸盘都是为了尽量将吸盘内的空气排干净,这样里面没有气压,外面的大气压才能将其紧紧压在玻璃板上。
【小问2详解】
[1][2]大气压力约为
所以要把吸盘拉开,至少需要一个量程为100N的测力计,所以用量程0∼5N的弹簧测力计是不能测出大气压的大小的;依据前面的计算,吸盘的面积越大,受到的压力越大,对弹簧测力计的量程要求越大,所以应选面积小一些的吸盘。
【小问3详解】
小玮通过实验测出的大气压值与1标准大气压值相差很大。请你帮她分析,可能的原因是吸盘漏气,也可能吸盘与接触面之间有杂质或者吸盘内空气没有排干净。
36. 如图甲、乙、丙所示,小明在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动,测量物体受到的滑动摩擦力的大小。
(1)测量时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数,其依据是:___________;
(2)比较甲、乙、丙三图测量结果,得到的结论是:___________;
(3)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小伟设计了如图所示的实验装置。
①读取弹簧测力计的示数,是为了测量___________(填序号)
A.木板受到地面对它的滑动摩擦力大小
B.木板受到木块Q对它的滑动摩擦力大小
C.木块受到地面对它的滑动摩擦力大小
D.木块Q受到木板对它的滑动摩擦力大小
②小伟在实验中发现拉动木板的快慢不同时,弹簧测力计的示数相等,由此得到的结论是___________。
【答案】(1)木块做匀速直线运动时,根据二力平衡原理可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3) ①. D ②. 摩擦力大小与相对运动速度大小无关
【解析】
【小问1详解】
实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,根据二力平衡原理可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
【小问2详解】
对比甲、乙、丙实验,接触面粗糙程度相同,压力大,弹簧测力计的示数大,木块受到的滑动摩擦力就越大,可得出结论:接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
【小问3详解】
[1]用图2所示的装置进行实验,当拉动长木板运动的过程中,木块保持静止状态,根据二力平衡的条件知此时弹簧测力计的示数等于木块Q受到木板P对它的滑动摩擦力的大小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
[2]滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关,与速度无关,小伟在实验中发现拉动木板P的快慢不同时,弹簧测力计的示数相等,说明滑动摩擦力的大小与速度无关。
37. 利用电子秤也可以测量某木块浮力的大小,实验如图所示,杯子及杯中水的质量均相同,电子秤放置于水平桌面上,设木块不吸水且体积不变,则图中木块的密度为___________。
【答案】0.75
【解析】
【详解】由甲乙可知,木块的质量为
所以木块的重力为
由甲丙可知,木块浸没在水中时受到的浮力为
木块的体积为
木块的密度为
38. 为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”,小明选用如图所示的圆柱体、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为。
②将圆柱体下部的一格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为。
③___________,静止时记录弹簧测力计的示数为。
(2)利用公式___________,计算分别出和。若___________,可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。
(3)画出实验记录表格。
【答案】(1)将圆柱体A下部的两格浸入水中,圆柱体不接触容器
(2) ①. ②.
(3)
/格
G/N
【解析】
【小问1详解】
要探究浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积的关系,需要控制液体密度相同,改变排开液体的体积,故需要将圆柱体A下部的两个格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F′。
【小问2详解】
圆柱体A下部的一格浸入水中时的浮力F浮1=G-F
圆柱体A下部的两个格浸入水中时的浮力F浮2=G-F′
由G-F≠G-F′知,F浮1≠F浮2可得“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。
【小问3详解】
实验中需要记录物体排开水的体积,物体的重力,弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力,所以实验数据表如下:
V排/格
G/N
F/N
F浮/N
五、科普阅读题请阅读下文并回答问题。
39. 2018年7月28日,“海翼”号水下滑翔机首次应用于中国北极科考。“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。“海翼”的外形设计成流线型,使用碳纤维材料做成。由于配备有油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,其利用净浮力和姿态角调整获得推进力,能源消耗极小,只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源,并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢,但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点,满足了长时间、大范围海洋探索的需要。水下滑翔机可以搭载各种传感器,可以大范围地观测和获取海水的温度、盐度、浊度、叶绿素、含氧量及洋流变化等信息,对开发海洋资源、预防灾害等都有重要作用。
(1)“海翼”的外形设计成流线型,是为了___________(选填“增大”或“减小”)阻力。
(2)在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”可以减小重力,这是因为碳纤维材料密度比较___________(选填“大”或“小”)。
(3)请简述“海翼”在水中实现上浮的原理。
【答案】(1)减小 (2)小
(3)“海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,由F浮=ρgV排可知,海水密度不变,V排增大,所以浮力增大,使浮力大于重力,物体上浮
【解析】
【小问1详解】
流线型是前圆后尖、表面光滑、略像水滴的形状,具有这种形状的物体在流体中运动时所受到的阻力最小。
【小问2详解】
碳纤维材料密度比较小,在体积相同时,相比于其他材料其制成的衣服质量更小,因此能有效减轻重力。
【小问3详解】
根据物体的浮沉条件可知,“海翼”若想上浮,受到的浮力需大于其重力,因为“海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,使其排开水的体积增大,由阿基米德原理可知此时其受到的浮力增大,当浮力大于重力时就会上浮。
六、计算题
40. 圆柱体的底面积是,圆柱体的底面积是,圆柱体的质量是。把它们如图所示放置时,圆柱体对圆柱体的压强为。求:
(1)圆柱体对的压力;
(2)圆柱体B对水平地面的压强。
【答案】(1)30N (2)
【解析】
【小问1详解】
圆柱体A对B的压力
【小问2详解】
由相互作用力的关系得B对A的支持力
A处于静止状态,根据二力平衡得A的重力
B的重力
圆柱体B对水平地面的压力
圆柱体B对水平地面的压强
41. 学习了浮力知识后兴趣小组制作了一个“浮力秤”。如图甲,已知小桶的质量为,底面积为,内装入的细砂,上面叠放着的秤盘。将浮力秤放入装有染色水的透明大筒来称物体质量,质量示数如图乙标注在小桶上的对应刻度,零刻度线到最大刻度的高度为。(染色水的密度)求:
(1)浮力秤没有称物体时,放在水中受到的浮力。
(2)该浮力秤称量物体的最大质量。
(3)若想增大该浮力秤的量程,请你写出一种有效的方法。
【答案】(1)1.5N
(2)0.4kg (3)可以减小细砂的质量;增加小桶的体积;将水换成盐水等。
【解析】
【小问1详解】
浮力秤的总重力
浮力秤在水中处于漂浮状态,受到的浮力
【小问2详解】
浮力秤放物体后排开水的体积最大增加量
浮力秤受到浮力的最大增加量为
称量的物体最大重力
称量的物体最大质量
【小问3详解】
称量的物体最大质量
由上式知,若想增大该浮力秤的量程,可以减小细砂的质量;增加小桶的体积;将水换成盐水等。
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